Deprivarea de apă stimulează comportamentul de alergare voluntară la șoarecii cu rezistență aerobă crescută

Un studiu recent realizat pe șoarecii de laborator selectați artificial pentru activitate fizică ridicată a arătat că deprivarea de apă timp de 24 de ore nu reduce, ci dimpotrivă, crește activitatea de alergare voluntară la indivizii cu predispoziție genetică spre exercițiu aerob intens. Rezultatele oferă o perspectivă nouă asupra modului în care hidratarea și motivația pentru activitate fizică interacționează la nivel fiziologic și comportamental, cu implicații relevante pentru adaptarea la condițiile de mediu extreme generate de schimbările climatice.
Diferențele interindividuale în nivelul de activitate aerobă sunt determinate atât de factori genetici, cât și de factori de mediu. Printre aceștia, căldura extremă și deshidratarea cauzată de pierderea apei prin transpirație sau prin scăderea aportului de lichide pot influența direct capacitatea și motivația organismului de a efectua exerciții fizice. În timp ce la om s-a demonstrat că deshidratarea afectează negativ performanțele aerobice de durată (peste 30 de secunde), studiile au fost limitate ca dimensiune și relevanță ecologică, necesitând modele experimentale complementare.

Modelele animale, în special cele pe rozătoare, permit explorarea mecanismelor biologice generale ale reacției la deprivarea de apă. Deși cercetările anterioare au arătat efecte variabile – de la creșterea activității spontane la inhibarea explorării – puține studii au investigat efectele directe ale lipsei apei asupra exercițiului voluntar (cum este alergarea pe roată), un comportament analog activității fizice umane realizate din plăcere.

Despre studiu

Modelul animal și metodologia

Experimentul a utilizat șoareci din generația 94 a selecției artificiale pentru activitate fizică voluntară crescută (High Runner – HR), comparativ cu patru linii de control (Control – CON). Șoarecii HR aleargă de aproximativ trei ori mai mult decât cei CON, fiind caracterizați prin capacitate aerobă ridicată, motivație crescută pentru mișcare și particularități fiziologice distincte – rinichi mai mari, niveluri crescute de corticosteron, endocanabinoizi și dopamină.

La vârsta de 6–8 săptămâni, animalele au fost individualizate și au avut acces timp de șase zile la o roată de activitate. În ziua a șaptea, jumătate dintre șoareci au fost supuși deprivării totale de apă timp de 24 de ore, în timp ce cealaltă jumătate a avut acces liber la apă. Hrana a fost disponibilă pentru toate animalele. Parametrii analizați au inclus:

• masa corporală înainte și după deprivare,
• distanța totală alergată (revoluții/zi),
• durata totală a alergării (minute cu activitate/zi),
• viteza medie și maximă de rulare.

Analizele statistice au comparat efectele liniei (HR vs CON) și ale deprivării de apă, separat pentru femele și masculi, prin modele mixte și teste t asupra valorilor ajustate (LSMeans).

Rezultate

Scăderea masei corporale

Deprivarea de apă a produs o scădere semnificativă a masei corporale la toate animalele, fără diferențe între liniile HR și CON. Pierderea medie a fost de aproximativ 4,5 g la femele (≈20%) și 5,4 g la masculi (≈18%). Gradul de pierdere ponderală s-a corelat mai mult cu durata activității fizice decât cu viteza medie, indicând o componentă metabolică legată de efort și nu doar de deshidratare pasivă.

Modificările comportamentului de alergare

În mod surprinzător, șoarecii HR privați de apă și-au crescut distanța zilnică de alergare cu o medie de 1,925 ± 704 revoluții la femele și 3,917 ± 901 revoluții la masculi (p < 0,05), în timp ce șoarecii CON nu au arătat nicio modificare semnificativă. În grupul HR, acest comportament a fost însoțit de o prelungire a duratei de alergare, dar fără creșteri proporționale ale vitezei.

Rezultatele sugerează că, în locul unei reduceri a activității cauzate de deshidratare, șoarecii cu rezistență aerobă crescută reacționează prin intensificarea efortului voluntar - o posibilă adaptare comportamentală la stresul hidric. Acest răspuns a fost mai pronunțat la masculi, care au crescut durata alergării cu până la 113 minute/zi, comparativ cu +50 minute/zi la masculii CON.

Interpretare

Deși deshidratarea este de obicei asociată cu scăderea performanțelor fizice, rezultatele acestui studiu demonstrează că motivația intrinsecă pentru activitate poate contracara efectele negative fiziologice. Creșterea activității la șoarecii HR în condiții de lipsă de apă ar putea reflecta:

• un comportament adaptativ de căutare a resurselor, asemănător celui de foraj alimentar în condiții de penurie,
• o capacitate fiziologică superioară de tolerare a deshidratării (prin rinichi mai mari și reglare hormonală eficientă),
• sau un fenomen de „substituție a recompensei”, prin care plăcerea asociată alergării compensează absența consumului de apă.

„Alergarea pe roată” este recunoscută ca un comportament auto-recompensator la rozătoare. La șoarecii HR, alegerile alimentare, preferințele pentru diete bogate în lipide și reacțiile modificate la stimuli dopaminergici susțin ipoteza unui sistem de recompensă remodelat, în care exercițiul fizic voluntar are un rol dominant. Deprivarea de apă ar putea amplifica această dinamică prin activarea axei de stres (corticosteron) și a mecanismelor motivaționale centrale.

Comparativ cu rezultatele anterioare privind restricția alimentară, unde efectele asupra alergării au fost modeste, răspunsul intens observat la deprivarea de apă indică o sensibilitate mai mare a sistemului motivațional al șoarecilor HR la factorii homeostatici legați de hidratare.

Perspective și implicații

Autorii subliniază că, în contextul încălzirii globale și al creșterii frecvenței episoadelor de caniculă, înțelegerea modului în care nivelul de condiție fizică influențează adaptarea la deshidratare devine crucială. Rezultatele sugerează că indivizii cu capacitate aerobă ridicată pot fi mai bine protejați împotriva efectelor cognitive și fizice ale deshidratării, reflectând o posibilă componentă adaptativă a exercițiului fizic regulat.

Direcțiile viitoare de cercetare includ măsurarea osmolarității, a electroliților și a corticoizilor în timpul deprivării, precum și investigarea combinată a restricției alimentare și hidrice. De asemenea, este propusă explorarea efectelor imunologice și moleculare ale exercițiului voluntar în condiții de stres osmotic, pentru a identifica mecanismele de rezistență metabolică și comportamentală.

Concluzii

Studiul demonstrează că șoarecii selectați pentru activitate fizică ridicată nu doar tolerează, ci reacționează adaptativ la deprivarea de apă prin creșterea activității voluntare. Acest comportament poate reflecta o integrare complexă între fiziologia hidrică, sistemul motivațional și rezistența aerobă, oferind un model experimental valoros pentru înțelegerea relației dintre exercițiul fizic, stresul fiziologic și adaptarea evolutivă.